AHP在無克令吊1 700TEU集裝箱船可行性分析中的應用

周全 莫丹丹

摘 要：本文通過對無克令吊1700TEU集裝箱船與原有克令吊1700TEU集裝箱船的差異比較，應用層次分析法（AHP）來確定無克令吊1700TEU集裝箱船的可行性。

關鍵詞：集裝箱船；克令吊；層次分析法

中圖分類號：U662.3 文獻標識碼：A

隨著集裝箱航運的發展，世界上越來越多的港口擁有集裝箱碼頭并配備了各類高效的集裝箱裝卸設備，集裝箱船上自備克令吊的使用率越來越低。目前雖然船舶市場有所回暖，但因受到世界經濟危機的持續影響，世界經濟恢復緩慢，各大船公司的資金仍不充裕，所以越來越多的船公司開始考慮訂造價格相對便宜的無克令吊集裝箱船。

無克令吊1 700TEU集裝箱船就是根據市場環境由有克令吊1 700TEU集裝箱船修改而來的，它保留了原母型船的主尺度及船型，僅在克令吊及相關方面有所變更。為確定無克令吊1 700TEU集裝箱船是否能推出市場，我們有必要對其進行可行性分析。

1 層次分析法（AHP）

層次分析法簡稱AHP（Analytic hierarchy Process），是上世紀70年代中后期由美國著名的運籌學家、匹茲堡大學教授T.L.Saaty提出來的一種多指標或多準則決策方法，它對于多方案、多準則、多因素的綜合評價及趨勢預測相當有效。

AHP的最大優點是可以處理定量與定性相結合的問題，可以將決策者的主觀判斷和政策經驗導入模型，并加以量化處理。目前，AHP在國內外的經濟規劃與分析、資源和能源的政策分析、社會學、建筑學、企業管理、醫療衛生等眾多領域廣泛應用，各種學科的學者們也對其基本理論和應用展開許多研究，取得很多有價值的成果。

我們要應用AHP對無克令吊1 700TEU集裝箱船進行可行性分析，就必須有一個參考方案，而其仍在建造的有克令吊1 700TEU集裝箱母型船就是一個很好的參照，所以我們只需對這兩種船型差異進行評優比較，即可完成對無克令吊1 700TEU集裝箱船可行性分析。

2 差異比較

無克令吊1700TEU集裝箱船（圖2）與其母型船（圖1）均為鋼質船體、單螺旋漿柴油機推動、球鼻首、設有首側推器、方型船尾、有固定導軌架全集裝箱船。其主尺度為：

我們通過比較，在船舶造價、裝箱數、初穩性高、橫搖周期、貨物吊運、營運航線和港口選擇共六個方面，得出無克令吊1700TEU集裝箱船與其母型船的差異，如表1所列。

3 AHP的應用

AHP大致包括四個基本步驟：（1）建立遞階層次結構模型，將所包含的因素劃分為三個層次：目標層、準則層和方案層，可用圖框形式說明層次間的遞階結構和因素的從屬關系；（2）構造判斷矩陣，反映各個因素間相對的重要性；（3）層次單排序及其一致性檢驗，進行相對權重的計算；（4）層次總排序及一致性檢驗，計算同一層次所有因素對目標層的相對重要性的排序權值，得出最優的方案。

根據表1可知，有克令吊與無克令吊各有優勢，單從某一個方面去判斷兩者的優異都是片面的、不科學的。而AHP正是一種用來對多方案、多準則、多因素的問題進行決策的方法。下面，我們運用AHP對無克令吊與有克令吊1 700TEU集裝箱船進行評優排序，通過結果比較得到無克令吊1 700TEU集裝箱船的可行性。

3.1 建立層次結構模型

建立層次結構模型是進行AHP的首要步驟，它說明層次的遞階結構和因素的從屬關系。根據表1的衡量標準，我們得到層次結構模型如圖3所示。

3.2 構造判斷矩陣

判斷矩陣是AHP的基礎，通常采用1～9及其倒數來反映各因素的相對重要性，標度方法如表2所列。

在當前經濟環境下，各船公司的資金相對比較緊張，運力相對過剩，所以船舶的造價在決策中占據著最重要的位置。而在裝箱數與港口選擇這兩個因素的比較上，大家分歧較大。有人認為，裝箱數更為重要，總裝箱數越多、重箱數越多，則營運額增加，單箱平均營運成本越低；而另有人認為，港口選擇更為重要，更多的港口選擇意味著更多的貨源與客源，而且有克令吊集裝箱船的通用性更好，利于日后的航線調配和船舶租賃。鑒于這兩種情況，我們將衡量準則中6個因素的重要性排序分為兩種方案：

（1）第一種判斷方案——裝箱數優于港口選擇

C1船舶造價 > C2裝箱數 > C6港口選擇 > C5貨物吊運> C3初穩性> C4船員舒適度；

（2）第二種判斷方案——港口選擇優于裝箱數

C1船舶造價 > C6港口選擇 > C2裝箱數 > C5貨物吊運> C3初穩性> C4船員舒適度。

另外，為了更全面的分析有克令吊與無克令吊的優異，我們暫不考慮當前經濟環境對船舶造價重要性的偏重，即假設經濟環境良好，船東都不差錢的情況下，我們又得到以下兩種方案：

（3）第三種判斷方案

C2裝箱數> C6港口選擇> C5貨物吊運> C3初穩性> C1船舶造價> C4船員舒適度

（4）第四種判斷方案

C6港口選擇>C2裝箱數 > C5貨物吊運> C3初穩性> C1船舶造價> C4船員舒適度

根據這四種判斷方案的排序，我們兩兩比較得到四個A—C判斷矩陣，如表3～表6所示。

通過表1中無克令吊1 700TEU集裝箱船與母型船在六個衡量準則的比較，C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P判斷矩陣，如表7～表12所列。

3.3 層次單排序及一致性檢驗

得到了判斷矩陣，我們運用規范列平均法及Excel工具求解各因素的權重，經轉換后的A-C標準判斷矩陣及求解出的特征向量W，如表13～表16所示。

C-P標準判斷矩陣，如表17～表22所示。

接著，我們要對判斷矩陣進行一致性檢驗。經計算，這四種判斷方案的A—C 判斷矩陣的一致性比率CR均小于0.10，具有滿意的一致性；C1—P、C2—P、C3—P、C4—P、C5—P、C6—P 判斷矩陣為2階判斷矩陣，具有完全一致性。

所以以上四種判斷方案得出的的特征向量有效。

3.4 層次總排序及優化結果

上面我們求出了六個因素的特征向量，以及在六個單一因素下兩種船型的特征向量，方案總排序及計算結果見表23-表26。

由上面的計算結果我們可以得出，對于第一、二、三種判斷方案，P2方案都優于P1方案，即無克令吊1 700 TEU集裝箱船優于有克令吊1 700 TEU集裝箱船；而對于第四種判斷方案，則P1方案優于P2方案，即有克令吊1 700 TEU集裝箱船優于無克令吊1 700 TEU集裝箱船。

通過以上分析，在當前的經濟環境下，無論是裝箱數優于港口選擇的判斷方案，還是港口選擇優于裝箱數的判斷方案，其結果都是P2方案優于P1方案，即無克令吊1 700TEU集裝箱船優于有克令吊1 700TEU集裝箱船，因此無克令吊1 700TEU集裝箱船是可行的。

當我們不考慮目前的經濟環境，即船舶造價的因素不起到重要作用，在選擇裝箱數優于港口選擇時，無克令吊1 700TEU集裝箱船略優于有克令吊1 700TEU集裝箱船；而選擇港口選擇優于裝箱數時，有克令吊1700TEU集裝箱船則略優于無克令吊1 700TEU集裝箱船，但兩者間差距甚微。

4 總結

AHP是船型多方案優選排序的一種有效方法。它通過構造判斷矩陣將船型選優問題中的定性分析與定量分析有機地結合起來，采用形式簡單明了的數學方法和模型，所得結論具有直觀性、定量性和合理性。

AHP不僅適用于船型選優排序問題，對船舶工程中其他多準則有限方案決策問題同樣適用。

參考文獻

[1] 許樹柏. 層次分析法原理[M]. 天津： 天津大學出版社， 1988.

[2] 劉寅東， 唐煥文. 船舶設計決策理論與方法[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.